一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出．（1）请在图中画出施加最小力的绕线方法．已知整个过程中，水平拉力F是1×103N，汽车沿

Question

一辆质量是3.5×10³kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出．

（1）请在图中画出施加最小力的绕线方法．
已知整个过程中，水平拉力F是1×10³N，汽车沿水平方向匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为90%，求：
（2）拉力F做的总功．
（3）有用功为多大？
（4）汽车受到的阻力大小．

Answer 1

（1）由图知，只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮．如图所示：
；
（2）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
拉力移动的距离：s=nh=3×2m=6m，
拉力做的功：W_总=Fs=1×10³N×6m=6×10³J；
（3）由η=(W有)/(W总)×100%，
则拉力做的有用功：
W_有用=W_总η=6×10³J×90%=5.4×10³J．
（3）W=Fs，
则滑轮组对汽车的拉力：
F′=(W有)/(h)=(5.4×103J)/(2m)=2.7×10³N．
汽车做的是匀速运动，所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以汽车受的阻力：f=F′=2.7×10³N．
答：（1）见上图；
（2）拉力做的功为6×10³J；
（3）有用功为5.4×10³J；
（4）汽车所受的水平阻力为2.7×10³N．